В процессе разработки платформы Bucalsport.net мы столкнулись с задачей создания высоконагруженной системы для обработки ставок в реальном времени. Нам необходимо было обеспечить низкие задержки, высокую доступность и отказоустойчивость, а также безопасность и масштабируемость на всех уровнях. В этом посте расскажем о ключевых технологических решениях, которые мы использовали для реализации платформы.
1. Архитектура системы
Основой нашей системы стала микросервисная архитектура. Это позволило нам:
Разделить функциональные блоки (например, обработка ставок, уведомления, аутентификация) на независимые сервисы, которые могут масштабироваться отдельно друг от друга.
Упростить сопровождение и обновления системы, так как каждый сервис можно было разворачивать и обновлять независимо.
Внедрить контейнеризацию с помощью Docker для изоляции окружений, что позволило ускорить процесс развертывания и обеспечить совместимость на всех этапах CI/CD.
Каждый микросервис реализован как отдельное приложение, которое взаимодействует с другими сервисами через стандартизированные REST API или gRPC. Это позволяет обеспечить гибкость и скорость обработки запросов.
2. Масштабируемость и отказоустойчивость
Одним из важнейших аспектов системы является возможность масштабирования под пиковые нагрузки. Мы выбрали следующие подходы для реализации масштабируемости и отказоустойчивости:
Kafka — обработка потоковых данных
Для обработки ставок и других событий в реальном времени мы использовали Apache Kafka. Это решение позволяет эффективно работать с потоковыми данными, обеспечивая:
Высокую пропускную способность: Kafka справляется с миллионами сообщений в секунду, что крайне важно для платформы с высокой нагрузкой, где каждый запрос к системе может быть критичен.
Низкие задержки: Kafka обеспечивает минимальные задержки, что позволяет нам обрабатывать ставки в реальном времени с точностью до миллисекунды.
Масштабируемость: с помощью Kafka мы можем масштабировать систему горизонтально, добавляя новые брокеры по мере увеличения нагрузки.
Redis — кеширование и управление сессиями
Для ускорения работы с часто запрашиваемыми данными, такими как статистика ставок, состояния сессий и топовые коэффициенты, мы использовали Redis. Это высокоскоростная ключ-значение база данных в памяти, которая идеально подходит для задач, где требуется быстрый доступ к данным.
Redis помогает нам:
Уменьшить нагрузку на базу данных.
Обеспечить быстрый доступ к данным с минимальными задержками.
Хранить сессионные данные и кэшировать результаты ставок, что значительно ускоряет обработку запросов.
Load Balancer и Auto Scaling
Для обеспечения отказоустойчивости мы использовали load balancer для распределения трафика между несколькими экземплярами сервисов. Также на основе нагрузки автоматически добавляются или убираются инстансы сервисов, что позволяет экономить ресурсы и поддерживать высокую доступность.
3. База данных и работа с транзакциями
Для хранения данных ставок и пользователей мы выбрали PostgreSQL. Эта реляционная СУБД предоставляет нам все необходимые гарантии для работы с транзакциями и обеспечивает надежность данных.
Репликация и шардирование
Мы настроили репликацию и шардирование базы данных для обеспечения высокой доступности и отказоустойчивости. Репликация позволяет создать копии базы данных, которые могут быть использованы для чтения, а шардирование помогает разделить данные на несколько частей, что значительно увеличивает производительность при высоких нагрузках.
Кроме того, для распределенной обработки транзакций мы используем transactional consistency, что гарантирует целостность данных и точность выполнения ставок.
4. Безопасность
Для платформы Bucalsport безопасность была не просто приоритетом, а основой всего проекта. Мы внедрили комплексный подход к безопасности на всех уровнях системы: от защиты данных в пути и на сервере до управления доступом и предотвращения атак. Рассмотрим ключевые аспекты безопасности, которые мы использовали.
Шифрование данных в пути и на сервере
Одним из первых шагов для защиты данных пользователей является шифрование. Для всех данных, передаваемых между клиентом и сервером, мы использовали TLS (Transport Layer Security) для защиты от перехвата и подмены данных. Все соединения с платформой Bucalsport.net осуществляются по протоколу HTTPS, что исключает возможность MITM-атак (Man-in-the-Middle), где злоумышленник может подслушать или изменить трафик.
Кроме того, все чувствительные данные, такие как пароли и платежные реквизиты, шифруются на сервере с помощью современных алгоритмов шифрования (например, AES-256). Это гарантирует, что даже если база данных будет скомпрометирована, злоумышленники не смогут расшифровать данные без ключа.
Многофакторная аутентификация (MFA)
Чтобы повысить безопасность пользовательских аккаунтов, мы внедрили многофакторную аутентификацию (MFA). Это позволяет добавлять дополнительный слой безопасности при входе в систему, требуя от пользователя не только пароля, но и второй формы аутентификации. В качестве второй формы мы использовали Google Authenticator или SMS-коды, что делает невозможным вход в систему даже при компрометации пароля.
Это особенно важно для защиты от атак с использованием украденных или угадываемых паролей. В сочетании с политиками сложных паролей и регулярной сменой пароля MFA значительно повышает уровень безопасности.
Авторизация и аутентификация с использованием JWT (JSON Web Tokens)
Для аутентификации и авторизации между микросервисами и пользователями мы использовали JWT (JSON Web Tokens). JWT позволяет безопасно передавать данные о пользователе, включая его права доступа, без необходимости хранения состояния сессии на сервере.
JWT имеет несколько ключевых преимуществ:
Скорость: так как сессии не хранятся на сервере, это значительно уменьшает нагрузку на систему.
Защищенность: JWT используют HMAC или RSA для подписи, что гарантирует неизменность данных и защищает от подделки токенов.
Масштабируемость: благодаря тому, что все данные о сессии хранятся в самом токене, микросервисы могут работать независимо друг от друга, не требуя централизованного хранилища сессий.
Роль и права доступа (RBAC)
Мы внедрили систему ролевого контроля доступа (RBAC) для управления правами пользователей и сервисов. Каждому пользователю и сервису присваивается роль, которая определяет, какие действия и данные ему доступны. Например, операторы платформы Bucalsport.net имеют доступ к данным о ставках и пользователях, но не могут изменять настройки системы или просматривать финансовые данные. Администраторы, в свою очередь, имеют полный доступ к платформе.
Это минимизирует риски несанкционированных действий со стороны злоумышленников и снижает возможный ущерб в случае компрометации одного из аккаунтов.
Защита от атак SQL-инъекций
Все взаимодействия с базой данных происходят через подготовленные запросы (prepared statements) и ORM-библиотеки, что исключает возможность проведения SQL-инъекций. Мы строго следим за тем, чтобы все данные, получаемые от пользователей, были проверены и экранированы перед тем, как использовать их в SQL-запросах.
Кроме того, для мониторинга базы данных мы настроили системы логирования и алертинга, чтобы в случае подозрительных действий (например, большого количества неудачных попыток входа или аномальных запросов) система автоматически уведомляла администраторов.
Обнаружение и предотвращение DDoS-атак
Мы использовали Cloudflare и другие сервисы для защиты от DDoS-атак. Эти решения обеспечивают защиту на уровне сети, фильтруя маловероятные запросы и автоматизируя процесс выявления атак. Системы защиты анализируют трафик и блокируют попытки перегрузить серверы, что особенно важно для платформ с высокой нагрузкой, как Bucalsport.net.
Мониторинг безопасности и аудит
Для повышения безопасности мы внедрили системы мониторинга и аудита, что позволяет отслеживать все действия на Bucalsport, выявлять потенциальные угрозы и быстро реагировать на инциденты.
Дополнительно, для защиты от внутренних угроз, мы внедрили систему ролей с разграничением доступа к различным уровням системы, что делает невозможным для одного пользователя или сервиса получить доступ ко всем данным или функционалу.
Проверка безопасности и Penetration Testing
Мы регулярно проводим пентесты (penetration testing), чтобы проверить систему на наличие уязвимостей и слабых мест. Эти тесты включают в себя как автоматическое сканирование системы на известные уязвимости, так и ручные атаки с использованием самых новых методов взлома. Также мы сотрудничаем с внешними компаниями, которые проводят независимые проверки нашей платформы на безопасность.
Обновление и патчи
Мы следим за актуальностью всех используемых библиотек и программных компонентов. Патчи безопасности и обновления устанавливаются в кратчайшие сроки после выхода, чтобы избежать использования уязвимостей в сторонних компонентах.
5. Результаты
После внедрения этой архитектуры мы добились высокой отказоустойчивости и масштабируемости Bucalsport. Наше решение справляется с десятками миллионов ставок в секунду, поддерживает мгновенную обработку транзакций и гарантирует низкие задержки.
Система также хорошо масштабируется, что позволяет нам адаптироваться к растущим объемам трафика и не терять в производительности при увеличении нагрузки. Платформа готова к пиковым моментам, таким как крупные спортивные события, и обеспечивает стабильную работу при любых условиях.
Таким образом, сочетание этих технологий обеспечило платформе требуемую стабильность, масштабируемость и безопасность, что сделало её готовой к растущим требованиям рынка ставок в реальном времени.
